水泥混凝土路面施工技术.docx

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水泥混凝土路面施工技术

1、水泥混凝土路面的基层和垫层有何作用？

对基层和垫层有何要求？

　　答：

水泥混凝土路面的基层和垫层主要有三大作用：

⑴有助于控制或减少路基不均匀冻胀或体积变形产生的对混凝土面层的不利影响；

⑵防止唧泥等病害出现；

⑶为面层施工提供稳定而坚实的工作面；

水泥混凝土路面对基层和垫层有四点要求：

⑴要求基层和垫层有足够的刚度。

高等级道路、交通越繁重的道路，对基层和垫层的刚度要求越高。

以达到限制面板弯沉量，减少或防止路面错台、唧泥病害出现。

⑵基层和垫层应能满足防冻胀的要求，如道路地处季节冰冻区，应能防止和减少路基的不均匀冻胀对路面板的不利影响。

⑶基层和垫层应有能防止产生唧泥所需要的厚度，一般不小于15cm，如为原旧路面补强层，其厚度一般为6～8cm。

但基层和垫层厚度的确定，以达到设计的强度要求和抗冻最小厚度要求为准。

⑷基层和垫层的宽度应大于路面面层宽度，以便有足够的位置供应侧模，通常情况下一般每侧垫层比基层宽30cm，基层比路面宽30cm以上。

如果使用滑模摊铺施工，基层每侧要比路面宽出65～80cm或与路基同宽。

在进行水泥路面施工前，应对基层进行严格检查收，使之符合规定的要求。

要点：

基层垫层作用大　路面施工先检查

　　　质量不符须处理　满足要求才摊铺

2、水泥混凝土路面对水泥有哪些要求？

答：

路面使用的水泥应具有抗弯拉强度高、收缩小、抗磨性和耐久性好及弹性模量低等技术要求。

因为要求水泥熟料的矿物组成中铝酸三钙（C3AI）含量低和铁铝酸四钙（C4AIFe）含量高。

⑴水泥化学成分、物理性能等品质宜符合表4-1要求。

表4-1　　

水泥性能

特重、重交通路面

中、轻交通路面

铝酸三钙

不大于5％

不宜大于7％

铁铝酸四钙

不小于15％

不宜小于12％

游离氧化钙

不大于1％

氧化镁

不得大于5％

不得大于6％

三氧化磷

不得大于3.5％

不得大于4.0％

碱含量

怀疑有碱活性的集料不得大于0.6％，无碱活性的集料平得大于1％

混合料种类

不得掺窖灰、煤矸石、火山灰和粘土，有盐冻要求时，不得掺生石灰石粉

烧失量

不得大于3％

不得大于5％

细度（80mm）

筛余量不得大于10％

初凝时间

不早于3h

不早于2.5h

终凝时间

不迟于10h

安定性

雷氏夹法或蒸煮法检验合格

蒸煮法检验合格

28d干缩率

不得大于0.09％

不得大于0.10％

耐久性

不得大于3.6kg/m2

⑵适合各级交通的水泥品种、强度等和抗折强度不小于表4-2的规定。

表4-2　　

交通等级

水泥抗折

强度（MPa）

水泥品种和强度等级

备注

特重

≥7.5

硅酸盐水泥62.5、普通水泥62.5、道路水泥52.5

　　硅酸盐水泥52.5、普通水泥52.5、道路水泥42.5实测抗折强度达到要求可以使用

重

≥7.0

硅酸盐水泥52.5、普通水泥52.5、道路水泥42.5

　　硅酸盐水泥42.5、道路水泥42.5实测抗折强度达到要求可以使用

中等、轻

≥6.5

硅酸盐水泥42.5、普通水泥42.5、矿渣水泥42.5

　　所有水泥无论强度等级高低，施工时均应以抗折强度满足要求为准

⑶使用散装水泥时，出厂温度均应限制在55℃以内，混凝土搅拌时的水泥温度不得高于50℃，冬季施工时水泥温度不宜低于10℃。

要点：

水泥特性应分清　选用要随路区分

　　　散装水泥控温度　保证质量抓根本

3、水泥路面对粗集料有哪些要求？

答：

为获得密实度、强度高而耐久和耐磨性好的混凝土路面，粗集料必须具有一定的强度，耐磨耗，并有足够的坚固性和良好的级配。

⑴粗集料可使用碎石、破碎砾石和砾石，其质地应坚硬、耐久、洁净，岩石抗压强度应高于所配制混凝土强度的1.3倍以上。

其技术要求见表4-3。

表4-3　　

项　　　　目

技术要求

说　　　　明

碎石压碎值指标（％）

≤15

无抗（盐）冻要求的三、四级路＜20

卵碎石压碎值指标（％）

≤14

无抗（盐）冻要求的三、四级路＜16

坚固性（按质量损失计，％）

＜8

无抗（盐）冻要求的三、四级路＜12

针片状颗粒含量（％）

＜15

无抗（盐）冻要求的三、四级路＜20

含泥量（按质量计，％）

＜1.0

无抗（盐）冻要的三、四级路＜1.5

泥块含量（按质量计，％）

＜0.5

无抗（盐）冻要的三、四级路＜0.7

有机物含量（比色法）

合格

无抗（盐）冻要的三、四级路合格

硫化物及硫酸盐（按SO3质量计，％）

＜1.0

无抗（盐）冻要的三、四级路＜1.0

岩石抗压强度

表观密度

碱集粒反应

火成岩应不小于100MPa；变质岩应不小于80MPa；水成岩应不小于60MPa

＞2500kg/m3

　　经碱集料反应试验后，由卵石、碎石、碎卵石配制的混凝土试件无裂缝断裂、胶体外溢等现象，在规定试验龄期的膨胀率应不小于0.10％

⑵粗集料的级配应符合表4-4规定的范围。

基层贫混凝土、路面和桥面混凝土均不得使用不分级的统料，混凝土连续级配最大粒径规定，碎石不大于31.5mm，碎卵石不大于26.5mm，卵石不大于19mm，超径含量不大于5％、逊径含量不大于10％。

0.075mm的石粉含量不应大于1％。

如果为滑模施工时，砾石最大粒径不大于16mm，碎石不大于26.5mm，超径、逊径含量均不大于5％，小于0.15mm以下的颗粒含量不宜大于1％。

表4-4　　　

　　　　粒径

类　级

型　　　配

方孔筛尺寸（mm）

2.36

4.75

9.5

16.0

19.0

26.5

31.5

37.5

累计筛余（以质量计，％）

连续级配

4.75～16

95~100

85~100

40~60

0~10

4.75～19

95~100

85~95

60~75

30~45

0~5

碾压混凝土

95~100

90~100

60~75

30~40

0~5

4.75～26.5

95~100

90~100

70~90

50~70

25~40

0~5

4.75～31.6

95~100

90~100

75~90

60~75

40~60

20~35

0~5

单级配

4.75～9.5

95~100

80~100

0~15

9.5～16

95~100

80~100

0~15

95.～17

95~100

85~100

40~60

0~15

16～26.5

95~100

85~100

55~70

25~40

0~10

16～31.5

95~100

90~100

85~100

55~70

25~40

0~10

⑶抗滑层的混凝土路面层粗集料应使用碎石，不宜使用碎卵石，其性能除符合上述规定外还应符合表4-5的要求。

表4-5

公路等级

磨光值

磨耗值

压碎值

（10％）

冲击值

针片状颗

粒含量（％）

高速公路、一级公路

≥40

≤14

≤10

≤28

≤6

其他等级公路

≥35

≤16

≤12

≤30

≤8

　　要点：

坚实耐磨粗集料　满足级配尢重要

　　　　　滑模施工最严格　择料标准应记牢

　4、水泥路面中细集料的作用是什么？

对细集料有哪些要求？

　　答：

水泥路面的混凝土对细集料用砂，希望具高的密实度和小的比面，以保证新拌混合料有适当的工作性，同时还要达到节约水泥的目的。

⑴粒径为0.16～5mm的细集料，可采用河砂、海砂或山砂。

砂应满足表4-6所列的级配范围的要求。

路面和桥面的普通混凝土和钢纤维混凝土使用的天然砂级配宜为2区也可使用3区偏细粗砂，细度模数宜在2.0～3.5之间，不宜大于3.5，也不宜小于2.0。

碾压混凝土宜使用2区中砂。

路面混凝土同一配合比中，用砂的细度模数变化范围不应超过0.3，否则应调整配比中的砂率。

表4-6

级配

分区

方孔筛尺寸（mm）

0.15

0.30

0.60

1.18

2.36

4.75

9.5

累计筛余（以质量计，％）

1区

90～100

80～95

71～85

35～65

5～35

1～10

2区

90～100

70～92

41～70

10～50

0～25

0～10

3区

90～100

55～85

16～40

0～25

0～15

0～10

－

⑵细集料还应满足表4-7的技术要求。

表4-7

项　　　　目

技术

要求

说　　　　　明

人工砂单粒级最大压碎指标（％）

＜25

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜30

气化物氯离子（以质量计，％）

＜0.02

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜0.06

坚固性（以质量损失计，％）

＜8

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜10

云母（以质量计，％）

＜2.0

天然砂含泥量（以质量计，％）

＜2.0

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜3.0

天然砂泥块含量（以质量计，％）

＜1.0

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜2.0

人工砂MB值＜1.4或合格石粉含量（以质量计，％）

＜5.0

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜7.0

人工砂MB值≥1.4或不合格石粉含量（以质量计，％）

＜3.0

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜5.0

人工砂泥块含量（以质量计，％）

＜1.0

三、四级路夫抗冻（盐）和贫混凝土＜2.0

有机物含量（比色法）

合格

硫化物及硫酸盐（以SO3质量计，％）

＜0.5

轻物质（以质量计，％）

＜1.0

人工砂母岩抗压强度

火成岩应不小于100MPa；变质岩应不小于80MPa；水成岩应不小于60MPa

表观密度

＞2500kg/m3

碱集料反应

经碱集料反应试验后，由砂配制试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现场，在规定试验龄期的膨胀率应小于0.10％

⑶机制砂除符合表4-6和表4-7规定的级配要求和技术要求外，还应满足以下要求：

①路面和桥面使用的机制砂磨光值PMV不宜小于35。

泥岩、卵岩、板岩等水成岩类不宜用来轧制机制砂。

②高速公路、一级公路中小于0.075mm的石粉含量应小于7％，泥土含量应小于2％；二级以下公路石粉含量小于10％，泥土含量小于3％。

⑷在缺少砂资源的沿地区，二级和二级以下公路素混凝土路面和贫混凝土基层可使用淡（雨）水冲洗（淋）过的海砂或河口附近的海砂。

但在缩缝设有传力杆、钢纤维、钢筋网的混凝土路面、桥面均不得使用海砂。

使用淡化海砂除满足级配要求的技术要求外，还应满足以下要求：

①淡化海砂带入混凝土的含盐量小于1.0kg/m3。

淡化海砂与标准砂对比试验，对强度和凝结时间等无不利影响。

②淡化海砂中的碎贝壳等殊留物含量小于2％，含泥量小于2％。

要点：

填充密实细集料　技术要求要记牢

　　　选料测试关把好　进料严检不能少

5、水泥路面对水、粉煤灰、外加剂、钢筋、钢纤维有哪些要求？

答：

⑴水是拌制和养护混凝土不可缺少的材料。

水中不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害杂物、油、酸、盐等；硫酸盐含量（以SO4-2计）小于2.7mg/cm3；含盐量不得超过5mg/cm3；PH值不和小于4；不得含有油污。

⑵粉煤灰掺和在混凝土中能使混凝土更加密实，工作性能更好。

①公路水泥路面中可掺用粉煤灰，其质量指标应符合表4-8规定的I、II干排或磨细粉煤灰。

表4-8　　

粉煤灰等级

细度（45μm气流筛筛余量,％）

烧失量（％）

需水量（％）

SO3含量（％）

≤12

≤5

≤95

≤3

≤20

≤8

≤105

≤3

III

≤45

≤15

≤115

≤3

注：

在没有气流筛的情况下，可用0.08mm水泥筛，筛余量约为气流筛筛余量的2.4倍。

②水泥路面中使用I、II级粉煤灰时，应准确了解水泥中已掺加的混合料的种类和数量，应使水泥中已有的和混凝土中外掺加的混合料总量不超过30％。

③粉煤灰进货应有材质检验等级报告，宜采用散装干排或磨细粉煤灰，并用水泥罐仓装储存备用。

不得使用湿排或潮湿粉煤灰。

⑶外加剂是高性能混凝土中不可缺少的第五组分材料。

主要有减水剂、引气剂、促凝剂、早强剂、防冻剂、缓凝剂等。

①水泥路面混凝土使用的外加剂必须符合表4-9所列技术指标。

混凝土外加剂产品的技术性能指标　　　　　　　　　　　表4-9

试验项目

普通减水剂

高效减水剂

早强减水剂

缓凝高效减水剂

缓凝减水剂

引气减水剂

早强剂

缓凝剂

引气剂

减水率（％）

≥8

≥12

≥8

≥12

≥8

≥10

－

≥6

泌水率（％）

≤95

≤90

≤95

≤100

≤70

≤100

≤70

含气量（％）

≤3.0

≤4.0

≤3.0

＜4.5

＜5.5

＞3.0

－

＞3.0

凝结时间（min）

初凝

-90～+120

＞+90

-90～+120

＞+90

-90～+120

终凝

－

抗压强度比

（％）

－

≥140

－

≥1.35

－

≥115

≥130

≥125

≥100

≥115

≥130

≥100

≥95

≥115

≥125

≥115

≥125

≥110

≥100

≥95

28d

≥110

≥120

≥105

≥120

≥110

≥100

≥90

28d收缩率比（％）

≤135

相对耐久性指标（200）（%）

－

≥80

－

≥80

对钢筋的锈蚀作用

应说明对钢筋无锈蚀危害

注：

①除含气量外，表中数据掺外加剂的混凝土与基准混凝土的差值或比值

②凝结时间指标“-”表示提前，“+”表示延缓。

③相对耐久性指标大于等于80％，表示掺外加剂的混凝土试件冻融循环200次后弹性模量值大于等于80％。

④本表摘自《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》（TTJ/T037.1-2000）。

②应选择使用减水效率较高、坍落度损失较小、损失速度较慢的复合型减水剂。

③如果使用滑模施工时，应使用引气剂，以增大新拌混凝土的粘聚性，改善和易性，防止泌水与离折，提高混凝土的均匀性。

⑷各级水泥混凝土路面（包括桥面）使用的钢筋网、传力筋、角隅钢筋、拉杆钢筋均应符合《钢筋混凝土用焊接钢筋风》（YB/T076）、《钢筋混凝土用热轧带肋细筋》（GB1449）、《冷轧带肋钢筋》（GB13788）和《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）的技术要求。

另外钢筋还需顺直、不得有裂纹、断伤、刻痕和表面油污与锈蚀。

⑸公路和桥面的钢纤维混凝土中，细纤维宜为铣削型和剪切钢纤维，也可使用溶抽型钢纤维，不宜使用钢丝切断型钢纤维；可使用外形为波浪形、压痕形、扭曲形、短形钢纤维。

不使用外形为圆形、平直形、月牙形、端钩形及大头形钢纤维。

钢纤维外形选择还应满足安全性及与水泥砂浆粘结强度大的要求。

另外钢纤维还应满足以下技术要求：

①钢纤维抗拉强度不宜小于600～1000MPa；

②要有较好的抗弯折能力；

③钢纤维长度宜为25mm，直径或等效直径宜在0.3～1.2mm，长径比宜在50～70范围内。

要点：

材料品质有标准　对照选择最要紧

　　　进场把关严检测　遵守规章质量保

6、水泥路面接缝使用的材料有哪些？

施工选用时应注意什么？

答：

水泥路面接缝材料按使用性能分为接缝板、橡胶嵌缝条、填颖料和泡沫塑料垫缝条等。

胀缝填缝材料包括胀缝板、胀缝上部的嵌缝材料及其粘结剂。

胀缝板有各种木质板、沥青纤维板、泡沫橡胶板、泡沫树脂板及各种纤维复合板材，施工时应选用能适应混凝土面板膨胀收缩、易安装、施工时不变形、弹性复原率高、耐久性良好的材料。

嵌缝料是胀缝板上部的密封嵌缝条，由于胀缝伸缩间距较宽和伸缩量较大，一般多采用预制空心橡胶嵌缝条，以适应较大的伸缩变形。

粘结剂是安装预制橡胶嵌缝条的专用材料，起粘结和润滑作用，要求粘度适中，固化前不发粘，有较强的润滑作用，要求粘度适中，固化前不发粘，有较强的润滑作用，固化速度可调，固化后与橡胶嵌缝条和混凝土壁粘结牢固、低温不脆、不容于水等。

可选用的粘结剂有氯丁胶粘剂、聚氨脂胶粘剂和改性环氧树脂胶粘剂等。

缩缝填缝材料主要有四种类型：

树脂尖　以硅树脂、聚氨脂、氯偏树脂、环氧树脂等不基材，属技术性能最高档的填缝材料；

橡胶类　以氯丁橡胶、沥青橡胶或改性橡胶为基材；

塑料类　以聚氯已烯胶泥、聚乙烯胶泥为代表；

沥青类　热沥青、沥青玛蹄脂、乳化沥青和各种改性沥青，属技术性能档次最低的填缝材料。

上述四类填缝材料，前两类适用于高速公路、一级公路水泥混凝土路面填缝，第三类可用于二级公路上，一般沥青类的填缝料不能用于高等公路中，只能在三、四级公路水泥混凝土路面中使用。

缩缝填缝料应具有如下性能：

与混凝土板壁粘结力强、回弹性好、拉伸量大、不溶于水、不渗水；高温下不挤出、不流失、不粘车轮、耐嵌入；低温时不发脆、耐冲击韧性好、耐大气老化。

纵缝填缝材料：

由于有拉杆约束，对纵缝填缝材料的要求不高，所有缩缝填缝材料都适应于纵缝填缝使用。

要点：

接缝分为胀缩纵　填缝材料各不同

　　　正确选用保质量　技术规定要服从

7、普通水泥混凝土路面铺筑可采用哪些方法？

这些方法有何特点？

答：

普通水泥混凝土路面可采用以下几种方法铺筑：

⑴小型机具摊铺和振实；

⑵轨道式摊铺机摊铺和振实，配以其他工序的配套机械；

⑶滑模式摊铺机摊铺的振实，配以其他工序的配套机械；

⑷三辊轴机组的摊铺和振实，配以其他工序的配套机械。

这四种方法的主要特点见表4-10。

表4-10　　　

参数

小型机具

轨道式

滑模式

三辊轴式

立侧模

需要

不要

需要

基层需加宽（m）

0.50

1.4～1.6

0.50

混凝土组成

无特殊限制

连续级配

无特殊限制

坍落度（m）

1～5

2～3

振动方式

插入式+

平板式+

振动梁

插入式

振动频率（HZ）

±50

55～66

可调节由100～200

150～200

最大工作速度（m/min）

0.30

0.60

2.8

13.5

实际日平均产量（m/d）

20～120

125

400

劳动工（日/km）

200

＞2

要点：

路面铺筑四方法　结合实际选用它

　　　施工方法有特点　掌握使用才经济

8、水泥路面混凝土混合料配合比设计的目的是什么？

哪些参数选择最关键？

配合比设计应遵循的步骤是什么？

答：

水泥路面混凝土混合料配合比设计目的是根据路面的强度、耐久性、耐磨性、施工工作性和经济的要求，确定混合料中各组份的最佳配合比例。

配合比设计中，在确定水泥、水、细集料、粗集料和外加剂时，首先要选择好水灰比、用水量和砂率这三个关键的参数。

水泥路面混合料配合比设计时，应按以下三个步骤进行：

⑴根据已有的混合料配合比试验参数或以往的经验，得出初拟设计配合比。

⑵按初拟设计配合比进行试拌，观空混合料的工作性，按符合要求的情况做适当的调整，而后进行强度和耐久性试验，按符合要求的情况再做必要的调整，得到设计配合比。

⑶根据混凝土的现场施工具体条件，如集料供应情况（级配、含水量等）、摊铺机具、气候条件等进行调整，提出施工配合比。

要点：

配比设计三步骤　经验、计算、拟初比

　　　试拌、调整加试验　确定施工配合比

9、普通水泥混凝土路面混合料配合比设计方法适合哪些摊铺机具的施工方式？

具体设计怎样进行？

答：

普通水泥混凝土路面混合料配合比设计方法适用于滑模摊铺机、轨模摊铺机、三辊轴机组及小型机具配套的施工方式，也包括在混合料中掺加外加剂或真空脱水的混凝土路面、掺加粉煤灰的混凝土路面、配钢筋的混凝土路面和桥面混凝土等的配合比设计。

混凝土混合料配合比设计的具体步骤是：

1）确定混凝土混合料的试配强度

水泥混凝土路面结构的设计强度采用28d抗弯拉强度fcm，应符合《水泥混凝土路面设计规范》（JTJ12-94）中表4-11的要求。

混凝土设计弯拉强度和弹性模量　　　　　　　　表4-11　　　　

交通等级

特重

重

中等

轻

设计弯拉强度fcm（MPa）

5.0

4.5

4.0

弯拉弹性模量Ec（×103MPa）

设计抗压强度fcmcu,k（MPa）

路面混凝土试配弯拉强fc的确定：

⑴无施工离差系数时

fc=k·fcm

式中：

fc－混凝土配制弯拉抗折强度，MPa；

k－提高系数，取值范围为1.10～1.15；

fcm－混凝土设计弯拉抗折强度，MPa。

fcm

⑵有施工离差系数时

（1-tCv）

fc＝

式中：

t－弯拉抗折强度保证率系数，高速公路保证率98％，t＝2.05，一级公路保证率95％，t＝1.64，二级公路保证率85％，t＝1.28，三、四级公路保证率85％，t＝1.04；

　　Cv－弯拉抗折强度离差系数（与施工水平有关），混凝土等级为优时，Cv＜0.10，为良时，Cv＝0.10～0.15，一般时，Cv＝0.15～0.20，差时，Cv＝＞0.20。

　　2）水灰比（W/C）计算

　　⑴碎石混凝土

W/C＝1.5684/（fc+1.0097-0.3485fs）。

W/C＝1.04-fc/1.38fs

式中：

fs－水泥胶砂标准抗折强度，MPa。

取上两式的平均值为采用值。

⑵砾石混凝土

W/C＝1.2618/（fc+1.5492-0.4565fs）。

W/C＝1.04-fc/1.38fs

　　取上两式的平均值为采用值。

　　按上式计算出的水灰比，应计入外加的减水作用，同时必须满足耐久性要求的最大水灰比规定。

最终确定水灰比时，应在满足抗折强度、耐久性和施工方法要求的三项中选择最小值。

　　3）混凝土拌和物单位用水量（Wo）的计算

　　⑴碎石

Wo＝104.97+0.309SL+1127+（C/W）0.6/Sp

⑵砾石

Wo＝86.89+0.370SL+11.24（C/W）+1.00/Sp

式中：

SL－混凝土拌和物的坍落度，mm；

　　　Sp－砂率，％；

　　C/W—灰水比，其倒数为水灰比，计入处加剂的减水作用。

　　掺外加剂用的混凝土的单位用水量可按下式计算：

Wow＝Wo（1-β）

式中：

Wow－掺外加剂后的单位用水量，kg/m3；

　　　　Wo－未掺外加剂的混凝土单位用水量，kg/m3；

　　　　β－实测所使用外加剂的减水率。

　　用水量与工作有较

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